第2节 第1课时 实验：探究气体等温变化的规律-【一线调研】2024-2025学年高中物理同步讲练测选择性必修第三册（人教版）

第二章气体、固体和液体 B.不同温标表示的温度数值不同，则说明温度 确的是 不同 A.-33℃相当于240.15K C.温标的规定都是人为的，没有什么理论依据 B.温度变化1℃，也就是温度变化1K D.热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表 C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值 示方法，表示的温度数值没有关系 D.温度由t升至2，对应的热力学温度升高了 针对训练3（多选）关于热力学温度，下列说法正 273.15K+t 巩固·课堂自测 1.(状态参量与平衡态)（多选）下列各系统处于平 法正确的是 衡态的是 A.热平衡就是平衡态 A.放在0℃的房间里的冰水混合物 B.只要系统的温度不变且处处相等，系统就处 B.放在沸水中加热足够长时间的铜块 于平衡态 C.刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加 C.处于热平衡的两个系统内能一定相同 较多冰块的可乐 D.处于热平衡的两个系统温度一定相同 D.一瓶放在房间中很久的84消毒液 4.(温度与温标)（多选）关于温度与温标，下列说法 2.(热平衡与温度)关于热平衡，下列说法错误的是 正确的是 () A,用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不 A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理 同的表示方法 B.温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一 B.水的沸点为100℃，用热力学温度表示即 段时间才能达到热平衡 C.若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达 373.15K 到了热平衡 C.水从0℃升高到100℃，用热力学温度表示 D.两物体温度相同，可以说两物体达到了热 即从273.15K升高到373.15K 平衡 D.温度由摄氏温度t升至2t,对应的热力学温 3.(平衡态与热平衡)关于平衡态和热平衡，下列说 度由T升到2T 第2节 气体的等温变化 1.知道描述气体的三个状态参量和气体的等温变化。 素养 2.通过实验探究玻意耳定律，并掌握定律的内容、公式及适用条件，学会利用该定律解决有关问题。 目标 3.理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题。 第1课时 实验：探究气体等温变化的规律 弘实验导引 三、实验思路 在保证密闭注射器中气体的 一、实验目的 花 不变的条件下，通过改变密闭注射器中气 探究一定质量的气体，在温度不变的条件下，其 体的体积，由压力表读出对应气体的压强值， 与 变化时的关系。 进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的 二、研究对象（系统） 关系。 注射器内被封闭的 ·19 高中同步讲练测·一线调研「物理·选择性必修第三册 四、实验器材 带铁夹的铁架台、 柱塞（与压力表密封 连接)、压力表、 、刻度尺。 E0.542.03 压力表 0 4 柱塞 (2)作p亡图像 空气柱 橡胶套 以压强p为纵坐标，以7为横坐标，在坐标纸上 五、物理量的测量 (1)密封气体：用橡胶套在玻璃管中密封一定质 描点。如果p图像中的各点位于过原点的同 量的气体（气体的体积大约是玻璃管容积的 一条直线上（如图），就说明压强p跟7成正比， 一半)。 (2)安装固定：将压力表和玻璃管按如图方式固 即压强与体积成反比。如果不在同一条直线上， 定在铁架台上。 我们再尝试其他关系。 (3)记录压强p,测量体积V ①空气柱的压强p可以从仪器上方的指针 读出： ②空气柱的长度1可以在玻璃管两侧的刻度尺 上读出，空气柱的长度1与横截面积S的乘积就 是它的体积V; ③用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强 的几组数据填入表格。 次数 (3)实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变 压强(p) 的情况下，压强跟体积的倒数成 ,即压 强与体积成 空气柱长度() 七、实验注意事项 体积(V) (1)改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读 体积的倒数（日） 出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的 温度发生变化。 六、数据分析 (2)实验过程中，不要用手接触注射器的玻璃管， (1)作pV图像 以防止玻璃管从手上吸收热量，引起内部气体温 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集 度变化。 的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如 (3)实验中应保持气体的质量不变，故实验前应 图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V 在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。 的定量关系。 (4)在这个实验中，由于气体体积与长度成正比， ·20· 第二章气体、固体和液体 因此研究气体的体积与压强的关系时，不需要测 (2)实验过程中，下列说法正确的是 量空气柱的横截面积。 A.推拉柱塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 探究一实验原理与操作 B.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 ⊙典例精析 C.柱塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器 [典例1]用图所示装置探究气体等温变化的规律。 内气柱的长度和压力表的压强值 探究二 数据处理与创新实验 ⊙典例精析 压力表 [典例2]对一定质量的气体，在等温条件下得出体 积V与压强p的数据如下表： V/m' 1.00 0.50 0.40 0.25 0.20 柱塞 p/(103Pa) 1.45 3.10 3.95 5.98 7.70 03 空气柱 橡胶套 (1)根据所给数据在坐标纸上（如图所示）画出 (1)实验室有容积为5mL和20mL的两种注射 器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体 p下图线。 体积发生明显变化，选用容积为 的注射 +p/(105Pa 10 器更合适；实验中，为找到体积与压强的关系， 8 (选填“需要”或“不需要”)测出空气柱 6 4 的横截面积。 2 0 (2)(多选)关于该实验下列说法正确的有 2 468101 V/m-3 A.柱塞上应该涂油 (2)由画出的图线可得结论是 B.应缓慢推拉柱塞 针对训练2(2024·莱州月考)用如图甲所示的 C.用手握住注射器推拉柱塞 实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与 D.注射器必须固定在竖直平面内 体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油并插入 针对训练1某实验小组用如图所示装置探究气 针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密 体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与 封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压 注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未 强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压 在图中标明，压力表中读取空气柱的压强，从注 强传感器读取。 射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 -0.5号2.0 压力表 注射器 压强 传感器 柱塞 (1)下列说法正确的是 A.气体的压强和体积必须用国际单位 0 空气柱 橡胶套 B.移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器 (1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取 C.若实验中连接传感器和注射器的软管脱落， 的主要措施是 可以立即接上继续实验 ·21· 高中同步讲练测·一线调研「物理·选择性必修第三册 (2)交流实验成果时某同学发现各小组所测的 pV乘积并不相同，最主要的原因是 出V图像不过坐标原点，如图乙所示，图中。 代表 的体积。 (3)某小组实验操作无误，但根据测得的数据作 第2课时 气体的等温变化 夯实·必备知识 新知一气体的等温变化 续表 1.三个状态参量： 状态参量：研究气体的性质，用 定质量的气体，温度不变，p与成正 等物理量描述气体的状态，即描 比，等温线是过原点的 1 述气体状态的物理量。 PV 2.等温变化：一定质量的气体，在 的条件 图像 下，其压强与体积变化时的关系。 新知二 玻意耳定律 一定质量的某种气体，在 不变的 内容 思考如图所示，在一个恒温池中，一串串气泡由池 情况下，压强p与体积V成 底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体 成立 (1) 一定， 不变。 积逐渐变大，到水面时就会破裂。间： 条件 (2)温度不太低，压强不太大 表达式 p,V,= 或pV=C(常量)或2- 一定质量的气体，在温度不变的情况下，p (1)上升过程中，气泡内气体的压强如何改变？ 与V成反比，等温线是 的一支 (2)气泡在上升过程中体积为何会变大？ P-V 图像 精研·核心探究 探究一封闭气体压强的计算 ⊙要点梳理 1.等压面法 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在 连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强 相等求解气体压强。如图甲所示，同一液面C、 甲 乙 D两处压强相等，故pA=p。十P: 如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看 ·22·